17275

17275

شبيه‌سازي كاهش درگ در خطوط لوله نفت خام با استفاده از تزريق پليمر

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اسفند 1395

دكتر مهدي مقيمي

مكانيك

تاكنون روش‌هاي متعددي براي كاهش درگ در خطوط لوله پيشنهاد شده است، كه بتوان به كمك آن‌ها اختلاف فشار را بين دو نقطه معين كاهش داد و در نتيجه ظرفيت پمپاژ را بدون افزودن ايستگاه‌هاي پمپاژ بالا برد. پليمرها يكي از اين دسته مواد هستند كه از لحاظ اقتصادي نيز به صرفه بوده و در كاربردهاي صنعتي به‌طور گسترده مورد استفاده قرار مي‌گيرند و توانايي ايجاد كاهش درگ تا 80 درصد را نيز دارند. در اين پژوهش، شبيه‌سازي جريان محلول رقيق اين مواد با استفاده از نرم‌افزار ANSYS Fluent مورد بررسي قرار گرفته است. از مدل FENE-p جهت مدل‌سازي پليمر موجود در جريان سيال و از مدل k-ε-v^2-f براي مدل‌سازي آشفتگي جريان استفاده شده است. نتايج به‌دست‌آمده با نتايج حاصل از شبيه‌سازي DNS جريان داخل كانال مقايسه شده و اعتبارسنجي آن صورت گرفته است و خطاي مدل مورد نظر با DNS بين 10 الي 17 درصد است كه ناشي از عملكرد خوب مدل ارائه شده در اعداد رينولدز پايين يا به عبارتي در محدوده كاهش درگ پايين است. در آخر نيز با استفاده از مدل موجود جريان رقيق نفت خام حاوي پليمر داخل لوله بررسي شده و نتايج آن با نتايج آزمايش‌ها تجربي مورد مقايسه قرار گرفته است.

1396/02/18

1/1/1900 12:00:00 AM

Several drag reduction methods in pipelines have been presented so far in order to decrease the pressure drop between two specific points so that the pumping capacity could be increased without adding extra pump stations. Polymers are one of these materials which are economical an​d used in a variety of industrial applications in addition to possessing the ability for decreasing pressure drag reduction of up to 80%. In this research, the simulation of the dilute solution of such materials is studied using ANSYS Fluent software. FENE-p model is used to simulate polymer in the flow an​d k-ε-v^2-f model is used to model the flow turbulence. The obtained results are compared an​d verified with DNS simulation results in a channel, showing an error of 10 to 17 percent which is a sign of the capability of this model in low Reynolds numbers o​r equivalently low drag reduction areas. At last, using this model, crude oil solution in the pipe is simulated an​d the results are compared with experimental results.